KR102407575B1 - Memory device and operating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 기술은 전자 장치에 관한 것으로, 기판과 수직한 방향으로 적층된 복수의 소스 선택 트랜지스터들, 복수의 메모리 셀들 및 복수의 드레인 선택 트랜지스터들을 각각 포함하는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 장치의 본 기술에 따른 개선된 선택 트랜지스터들의 문턱전압 분포를 갖는 동작 방법은, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 공통 소스 라인에 인접한 제1 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들을 고정된 프로그램 전압을 이용하여 프로그램 하는 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계 및 상기 제1 프로그램 동작 완료 후, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 상기 제1 소스 선택 라인에 인접한 제2 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들을 증가형 스텝 펄스 프로그램(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식으로 프로그램 하는 제2 프로그램 동작을 수행하는 단계를 포함한다.The present technology relates to an electronic device, and the present technology relates to a memory device including a plurality of cell strings each including a plurality of source select transistors, a plurality of memory cells, and a plurality of drain select transistors stacked in a direction perpendicular to a substrate. In the method of having an improved threshold voltage distribution of selection transistors according to , at least one source selection transistor connected to a first source selection line adjacent to a common source line among the plurality of source selection transistors using a fixed program voltage After performing a first program operation for programming and after completion of the first program operation, at least one source select transistor connected to a second source select line adjacent to the first source select line among the plurality of source select transistors is increased and performing a second program operation that is programmed in an incremental step pulse program (ISPP) method.

Description

메모리 장치 및 그 동작 방법{MEMORY DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}MEMORY DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 메모리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic device, and more particularly, to a memory device and an operating method thereof.

메모리 장치(semiconductor memory device)는 실리콘(Si, silicon), 게르마늄(Ge, Germanium), 비화 갈륨(GaAs, gallium arsenide), 인화인듐(InP, indium phospide) 등과 같은 반도체를 이용하여 구현되는 기억장치이다. 메모리 장치는 크게 휘발성 메모리 장치(Volatile memory device)와 불휘발성 메모리(Nonvolatile memory device)로 구분된다.A memory device is a memory device implemented using semiconductors such as silicon (Si, silicon), germanium (Ge, Germanium), gallium arsenide (GaAs, gallium arsenide), and indium phosphide (InP). . A memory device is largely divided into a volatile memory device and a nonvolatile memory device.

불휘발성 메모리는 ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등을 포함한다. Non-volatile memory includes ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), Flash memory, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM), and the like.

본 발명의 실시 예는 개선된 선택 트랜지스터들의 문턱전압 분포를 갖는 메모리 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide a memory device having an improved threshold voltage distribution of selection transistors and a method of operating the same.

본 발명의 실시 예에 따른 기판과 수직한 방향으로 적층된 복수의 소스 선택 트랜지스터들, 복수의 메모리 셀들 및 복수의 드레인 선택 트랜지스터들을 각각 포함하는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 장치의 동작 방법은, 상기 복수의 드레인 선택 트랜지스터들을 프로그램 하는 단계; 및 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 적어도 하나 이상의 제1 소스 선택 트랜지스터들은 고정된 프로그램 전압을 이용하여 프로그램 하고, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들을 제외한 나머지 소스 선택 트랜지스터들인 제2 소스 선택 트랜지스터들은 증가형 스텝 펄스 프로그램(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식으로 프로그램 하는 단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of operating a memory device including a plurality of cell strings each including a plurality of source select transistors, a plurality of memory cells, and a plurality of drain select transistors stacked in a direction perpendicular to a substrate, the method comprising: programming the plurality of drain select transistors; and at least one or more first source select transistors of the plurality of source select transistors are programmed using a fixed program voltage, and are source select transistors other than the first source select transistors among the plurality of source select transistors. and programming the 2 source selection transistors using an incremental step pulse program (ISPP) method.

본 발명의 실시 예에 따른 메모리 장치는, 공통 소스 라인에 직렬 연결된 복수의 소스 선택 트랜지스터들, 비트 라인에 연결된 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터 및 상기 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터와 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 사이에 연결된 복수의 메모리 셀들을 각각 포함하는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작을 수행하는 주변 회로; 및 상기 프로그램 동작 시에, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 적어도 하나 이상의 제1 소스 선택 트랜지스터들은 고정된 프로그램 전압을 이용하여 프로그램 하고, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들을 제외한 나머지 소스 선택 트랜지스터들인 제2 소스 선택 트랜지스터들은 증가형 스텝 펄스 프로그램(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식으로 프로그램 하도록 상기 주변 회로를 제어하는 제어 로직;을 포함한다.A memory device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of source select transistors connected in series to a common source line, at least one drain select transistor connected to a bit line, and the at least one drain select transistor and the plurality of source select transistors. a memory cell array including a plurality of cell strings each including a plurality of memory cells connected therebetween, and a peripheral circuit for performing a program operation on the plurality of source select transistors; and during the program operation, at least one or more first source select transistors among the plurality of source select transistors are programmed using a fixed program voltage, and the first source select transistors are excluded from among the plurality of source select transistors. The second source select transistors, which are the remaining source select transistors, include a control logic for controlling the peripheral circuit to be programmed using an incremental step pulse program (ISPP) method.

본 발명의 실시 예에 따른 메모리 장치는, 기판과 수직한 방향으로 적층된 복수의 소스 선택 트랜지스터들, 복수의 메모리 셀들 및 복수의 드레인 선택 트랜지스터들을 각각 포함하는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이 및 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 및 상기 복수의 드레인 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작을 수행하는 주변회로 및 상기 프로그램 동작 시에, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작을 수행한 뒤, 상기 복수의 드레인 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작을 수행하고, 상기 복수의 드레인 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작을 수행한 뒤, 상기 복수의 셀 스트링들 중 적어도 하나 이상의 선택된 셀 스트링들에 포함된 소스 선택 트랜지스터들에 대한 소거 동작을 수행하고, 상기 선택된 셀 스트링들에 포함된 소스 선택 트랜지스터들 중 제1 소스 선택 라인에 연결된 소스 선택 트랜지스터들은 고정된 프로그램 전압을 이용하여 프로그램하고, 제2 소스 선택 라인에 연결된 소스 선택 트랜지스터들은 증가형 스텝 펄스 프로그램(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식으로 프로그램 하도록 상기 주변 회로를 제어하는 제어 로직을 포함한다.A memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array including a plurality of cell strings each including a plurality of source select transistors, a plurality of memory cells, and a plurality of drain select transistors stacked in a direction perpendicular to a substrate. and a peripheral circuit for performing a program operation on the plurality of source select transistors and the plurality of drain select transistors. During the program operation, after performing a program operation on the plurality of source select transistors, the plurality of source select transistors included in at least one selected cell string among the plurality of cell strings after performing a program operation on the drain select transistors of an erase operation is performed, source select transistors connected to a first source select line among source select transistors included in the selected cell strings are programmed using a fixed program voltage, and a source connected to a second source select line is programmed. The selection transistors include control logic for controlling the peripheral circuit to be programmed in an incremental step pulse program (ISPP) manner.

본 기술에 따르면, 개선된 선택 트랜지스터들의 문턱전압 분포를 갖는 메모리 장치 및 그 동작 방법이 제공된다.According to the present technology, a memory device having an improved threshold voltage distribution of selection transistors and a method of operating the same are provided.

도 1은 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 메모리 셀 어레이의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 메모리 블록들 중 어느 하나를 보여주는 회로도이다.
도 4는 도 3의 메모리 블록에 포함된 하나의 셀 스트링을 보여주는 회로도이다.
도 5는 메모리 장치의 선택 트랜지스터들의 프로그램 동작을 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 선택 트랜지스터들의 프로그램 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6의 610단계에서 인가되는 전압들을 보여주는 테이블이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선택 트랜지스터들의 프로그램 동작을 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.
도 9는 도 8의 830단계 및 840단계에서 인가되는 전압들을 보여주는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 프로그램된 선택 트랜지스터들의 문턱전압 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 1의 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 12는 도 11의 메모리 시스템의 응용 예를 보여주는 블록도이다.
도 13은 도 12를 참조하여 설명된 메모리 시스템을 포함하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
1 is a block diagram showing a memory device.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the memory cell array of FIG. 1 .
3 is a circuit diagram illustrating any one of the memory blocks of FIG. 2 .
4 is a circuit diagram illustrating one cell string included in the memory block of FIG. 3 .
5 is a flowchart illustrating a program operation of selection transistors of a memory device.
6 is a flowchart illustrating a program operation of selection transistors according to an embodiment of the present invention.
7 is a table showing voltages applied in step 610 of FIG. 6 .
8 is a flowchart illustrating in more detail a program operation of selection transistors according to an embodiment of the present invention.
9 is a waveform diagram showing voltages applied in steps 830 and 840 of FIG. 8 .
10 is a diagram for explaining a threshold voltage distribution of selected transistors programmed according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating a memory system including the memory device of FIG. 1 .
12 is a block diagram illustrating an application example of the memory system of FIG. 11 .
13 is a block diagram illustrating a computing system including the memory system described with reference to FIG. 12 .

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification or application are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and implementation according to the concept of the present invention Examples may be implemented in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments described in the present specification or application.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the embodiment according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention with respect to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and/or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one element from another element, for example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be called a second element, and similarly The second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 서술된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that the stated feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers. , it is to be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly convey the gist of the present invention without obscuring the gist of the present invention by omitting unnecessary description.

이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, in order to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. .

도 1은 메모리 장치(100)를 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a memory device 100 .

도 1을 참조하면, 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110) 및 주변 회로(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a memory device 100 includes a memory cell array 110 and a peripheral circuit 120 .

메모리 장치(100)는 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), LPDDR4(Low Power Double Data Rate4) SDRAM, GDDR(Graphics Double Data Rate) SDRAM, LPDDR(Low Power DDR), RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory), 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 수직형 낸드 플래시 메모리(Vertical NAND), 노아 플래시 메모리(NOR flash memory), 저항성 램(resistive random access memory: RRAM), 상변화 메모리(phase-change memory: PRAM), 자기저항 메모리(magnetoresistive random access memory: MRAM), 강유전체 메모리(ferroelectric random access memory: FRAM), 스핀주입 자화반전 메모리(spin transfer torque random access memory: STT-RAM) 등이 될 수 있다. The memory device 100 includes DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), LPDDR4 (Low Power Double Data Rate4) SDRAM, GDDR (Graphics Double Data Rate) SDRAM, LPDDR (Low Power DDR), RDRAM (Rambus Dynamic Random). Access Memory, NAND flash memory, Vertical NAND, NOR flash memory, resistive random access memory (RRAM), phase-change memory memory: PRAM), magnetoresistive random access memory (MRAM), ferroelectric random access memory (FRAM), spin transfer torque random access memory (STT-RAM), etc. .

실시 예에서, 메모리 장치(100)는 3차원 어레이 구조(three-dimensional array structure)로 구현될 수 있다. 본 발명은 전하 저장층이 전도성 부유 게이트(floating gate; FG)로 구성된 플래시 메모리 장치는 물론, 전하 저장층이 절연막으로 구성된 차지 트랩형 플래시(charge trap flash; CTF)에도 적용될 수 있다.In an embodiment, the memory device 100 may be implemented as a three-dimensional array structure. The present invention can be applied not only to a flash memory device in which the charge storage layer includes a conductive floating gate (FG), but also to a charge trap flash (CTF) in which the charge storage layer includes an insulating layer.

메모리 셀 어레이(110)는 행 라인들(RL)을 통해 어드레스 디코더(121)에 연결된다. 메모리 셀 어레이(110)는 비트 라인들(BL)을 통해 읽기 및 쓰기 회로(123)에 연결된다.The memory cell array 110 is connected to the address decoder 121 through row lines RL. The memory cell array 110 is connected to the read/write circuit 123 through bit lines BL.

메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들을 포함한다. 복수의 메모리 블록들 각각은 복수의 셀 스트링들을 포함한다. 복수의 셀 스트링들 각각은 기판 위(over)에 적층되는 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 실시 예로서, 복수의 메모리 셀들은 불휘발성 메모리 셀들이다.The memory cell array 110 includes a plurality of memory blocks. Each of the plurality of memory blocks includes a plurality of cell strings. Each of the plurality of cell strings includes a plurality of memory cells stacked over a substrate. In an embodiment, the plurality of memory cells are nonvolatile memory cells.

복수의 메모리 셀들 중 동일 워드라인에 연결된 메모리 셀들을 하나의 페이지로 정의된다. 즉 메모리 셀 어레이(110)는 다수의 페이지로 구성될 수 있다. 실시 예에서, 메모리 셀 어레이(110)에 포함된 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 각각은 복수의 더미 셀들을 포함할 수 있다. 더미 셀들은 드레인 선택 트랜지스터와 메모리 셀들 사이와 소스 선택 트랜지스터와 메모리 셀들 사이에 적어도 하나 이상 직렬로 연결될 수 있다.Among the plurality of memory cells, memory cells connected to the same word line are defined as one page. That is, the memory cell array 110 may be composed of a plurality of pages. In an embodiment, each of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz included in the memory cell array 110 may include a plurality of dummy cells. At least one or more dummy cells may be connected in series between the drain select transistor and the memory cells and between the source select transistor and the memory cells.

실시 예로서, 복수의 메모리 셀들 각각은 하나의 데이터 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; SLC), 두 개의 데이터 비트들을 저장하는 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; MLC), 세 개의 데이터 비트들을 저장하는 트리플 레벨 셀(Triple Level Cell; TLC) 또는 네 개의 데이터 비트를 저장할 수 있는 쿼드 레벨 셀(Quad Level Cell; QLC)로 구성될 있다. 메모리 셀 어레이(110)에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하여 더 상세히 설명된다.In an embodiment, each of the plurality of memory cells includes a single level cell (SLC) storing one data bit, a multi level cell (MLC) storing two data bits, and three data bits. It may be configured as a triple level cell (TLC) for storing data or a quad level cell (QLC) for storing four data bits. The memory cell array 110 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4 .

주변 회로(120)는 어드레스 디코더(121), 전압 발생기(122), 읽기 및 쓰기 회로(123), 입출력 버퍼(124) 및 제어 로직(125)을 포함한다.The peripheral circuit 120 includes an address decoder 121 , a voltage generator 122 , a read and write circuit 123 , an input/output buffer 124 , and a control logic 125 .

어드레스 디코더(121)은 행 라인들(RL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 행 라인들(RL)은 드레인 선택 라인들, 워드 라인들, 소스 선택 라인들 및 공통 소스 라인을 포함할 수 있다.The address decoder 121 is connected to the memory cell array 110 through row lines RL. The row lines RL may include drain select lines, word lines, source select lines, and a common source line.

어드레스 디코더(121)은 제어 로직(125)의 제어에 응답하여 행 라인들(RL)을 제어하도록 구성된다. 어드레스 디코더(121)은 제어 로직(125)로부터 어드레스(ADDR)를 수신한다.The address decoder 121 is configured to control the row lines RL in response to the control of the control logic 125 . The address decoder 121 receives the address ADDR from the control logic 125 .

프로그램 동작 및 읽기 동작 시에, 어드레스(ADDR)는 블록 어드레스 및 행 어드레스를 포함한다. 어드레스 디코더(121)은 수신된 어드레스(ADDR) 중 블록 어드레스를 디코딩하도록 구성된다. 어드레스 디코더(121)은 디코딩된 블록 어드레스에 따라 하나의 메모리 블록을 선택한다. 어드레스 디코더(121)은 수신된 어드레스(ADDR) 중 행 어드레스를 디코딩하도록 구성된다. 어드레스 디코더(121)은 디코딩된 행 어드레스에 따라 선택된 메모리 블록의 드레인 선택 라인들 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 메모리 블록의 복수의 워드 라인들 중 어느 하나를 선택한다. 이에 따라, 하나의 페이지에 해당하는 메모리 셀들이 선택된다.In a program operation and a read operation, the address ADDR includes a block address and a row address. The address decoder 121 is configured to decode a block address among the received addresses ADDR. The address decoder 121 selects one memory block according to the decoded block address. The address decoder 121 is configured to decode a row address among the received addresses ADDR. The address decoder 121 selects any one of the drain selection lines of the selected memory block according to the decoded row address and selects any one of a plurality of word lines of the selected memory block. Accordingly, memory cells corresponding to one page are selected.

실시 예로서, 소거 동작 시에 어드레스(ADDR)는 블록 어드레스를 포함한다. 어드레스 디코더(121)은 블록 어드레스를 디코딩하고, 디코딩된 블록 어드레스에 따라 하나의 메모리 블록을 선택한다.In an embodiment, in an erase operation, the address ADDR includes a block address. The address decoder 121 decodes the block address and selects one memory block according to the decoded block address.

본 발명의 실시 예에 따르면, 메모리 장치(100)는 소스 선택 라인들과 연결된 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램할 수 있다. 이에 따라 소스 선택 트랜지스터들의 문턱 전압들이 설정된 목표 레벨로 조절될 수 있다. 소스 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작 시에, 어드레스 디코더(121)는 제어 로직(125)의 제어에 응답하여 선택된 소스 선택 라인에 프로그램 전압을 제공할 것이다.According to an embodiment of the present invention, the memory device 100 may program the source select transistors connected to the source select lines. Accordingly, the threshold voltages of the source select transistors may be adjusted to a set target level. During a program operation on the source select transistors, the address decoder 121 may provide a program voltage to the selected source select line in response to the control of the control logic 125 .

실시 예로서, 어드레스 디코더(121)은 블록 디코더, 행 디코더 및 어드레스 버퍼 등을 포함할 수 있다.In an embodiment, the address decoder 121 may include a block decoder, a row decoder, and an address buffer.

전압 발생기(122)는 제어 로직(125)의 제어에 응답하여 동작한다. 전압 발생기(122)는 메모리 장치(100)에 공급되는 외부 전원 전압을 이용하여 내부 전원 전압을 생성한다. 예를 들면, 전압 발생기(122)는 외부 전원 전압을 레귤레이팅하여 내부 전원 전압을 생성한다. 이렇게 생성된 내부 전원 전압은 어드레스 디코더(121), 읽기 및 쓰기 회로(123), 입출력 버퍼(124) 및 제어 로직(125)에 제공되어 메모리 장치(100)의 동작 전압으로서 사용된다.The voltage generator 122 operates in response to the control of the control logic 125 . The voltage generator 122 generates an internal power voltage using the external power voltage supplied to the memory device 100 . For example, the voltage generator 122 generates an internal power supply voltage by regulating the external power supply voltage. The generated internal power voltage is provided to the address decoder 121 , the read/write circuit 123 , the input/output buffer 124 , and the control logic 125 to be used as an operating voltage of the memory device 100 .

전압 발생기(122)는 외부 전원 전압 및 내부 전원 전압 중 적어도 하나를 이용하여 복수의 전압들을 생성한다. 실시 예로서, 전압 발생기(122)는 내부 전원 전압을 수신하는 복수의 펌핑 커패시터들을 포함하고, 제어 로직(125)의 제어에 응답하여 복수의 펌핑 커패시터들을 선택적으로 활성화함으로써 복수의 전압들을 생성한다. 예를 들면, 전압 발생기(122)는 행 라인들(RL)에 인가되기 위한 다양한 전압들을 생성하고, 생성된 전압들을 어드레스 디코더(121)에 제공할 수 있다.The voltage generator 122 generates a plurality of voltages using at least one of an external power voltage and an internal power voltage. In an embodiment, the voltage generator 122 includes a plurality of pumping capacitors receiving an internal power supply voltage, and generates a plurality of voltages by selectively activating the plurality of pumping capacitors in response to the control of the control logic 125 . For example, the voltage generator 122 may generate various voltages to be applied to the row lines RL and provide the generated voltages to the address decoder 121 .

읽기 및 쓰기 회로(123)은 비트 라인들(BL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 읽기 및 쓰기 회로(123)은 제어 로직(125)의 제어에 응답하여 동작한다.The read/write circuit 123 is connected to the memory cell array 110 through bit lines BL. The read and write circuit 123 operates in response to the control of the control logic 125 .

소거 동작 시에, 읽기 및 쓰기 회로(123)은 비트 라인들(BL)을 플로팅시킬 수 있다. 프로그램 동작 시에, 읽기 및 쓰기 회로(123)는 입출력 버퍼(124)로부터의 프로그램될 데이터(DATA)를 비트 라인들(BL)에 전달한다. 전달된 데이터(DATA)에 따라 선택된 메모리 셀들은 프로그램된다. 읽기 동작 시에, 읽기 및 쓰기 회로(123)는 비트 라인들(BL)을 통해 선택된 메모리 셀들로부터 비트 라인들(BL)을 통해 데이터(DATA)를 읽고, 읽어진 데이터(DATA)를 입출력 버퍼(124)로 출력한다.During an erase operation, the read/write circuit 123 may float the bit lines BL. During a program operation, the read/write circuit 123 transfers the data to be programmed from the input/output buffer 124 to the bit lines BL. Memory cells selected according to the transferred data DATA are programmed. During a read operation, the read and write circuit 123 reads data DATA from memory cells selected through the bit lines BL through the bit lines BL, and stores the read data DATA in the input/output buffer ( 124) is output.

본 발명의 실시 예에 따르면 메모리 장치(100)는 소스 선택 라인들과 연결된 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램한다. 소스 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 시에, 읽기 및 쓰기 회로(123)는 프로그램 하고자 하는 스트링에 따라 비트 라인들(BL)에 프로그램 허용 전압 또는 프로그램 금지 전압을 인가할 수 있다. 비트 라인이 프로그램 허용 전압을 수신할 때 해당 소스 선택 트랜지스터의 문턱 전압은 상승할 것이다. 비트 라인이 프로그램 금지 전압을 수신할 때 해당 소스 선택 트랜지스터의 문턱 전압은 유지될 것이다.According to an embodiment of the present invention, the memory device 100 programs source select transistors connected to the source select lines. When programming the source select transistors, the read/write circuit 123 may apply a program enable voltage or a program prohibit voltage to the bit lines BL according to a string to be programmed. When the bit line receives the program allowable voltage, the threshold voltage of the corresponding source select transistor will rise. When the bit line receives the program inhibit voltage, the threshold voltage of the corresponding source select transistor will be maintained.

실시 예로서, 읽기 및 쓰기 회로(123)은 페이지 버퍼들(또는 페이지 레지스터들), 열 선택 회로 등을 포함할 수 있다.In an embodiment, the read/write circuit 123 may include page buffers (or page registers), a column selection circuit, and the like.

제어 로직(125)는 어드레스 디코더(121), 전압 발생기(122), 읽기 및 쓰기 회로(123), 그리고 입출력 버퍼(124)에 연결된다. 제어 로직(125)는 입출력 버퍼(124)로부터 제어 신호(CTRL) 및 어드레스(ADDR)를 수신한다. 제어 로직(125)는 제어 신호(CTRL)에 응답하여 메모리 장치(100)의 제반 동작을 제어하도록 구성된다. 제어 로직(125)는 어드레스(ADDR)를 어드레스 디코더(121)에 전송한다.The control logic 125 is connected to the address decoder 121 , the voltage generator 122 , the read/write circuit 123 , and the input/output buffer 124 . The control logic 125 receives the control signal CTRL and the address ADDR from the input/output buffer 124 . The control logic 125 is configured to control general operations of the memory device 100 in response to the control signal CTRL. The control logic 125 transmits the address ADDR to the address decoder 121 .

입출력 버퍼(124)는 외부로부터 제어 신호(CTRL) 및 어드레스(ADDR)를 수신하고, 수신된 제어 신호(CTRL) 및 어드레스(ADDR)를 제어 로직(125)에 전달한다. 또한, 입출력 버퍼는 외부로부터 입력된 데이터(DATA)를 읽기 및 쓰기 회로(123)에 전달하고, 또는 읽기 및 쓰기 회로(123)로부터 수신된 데이터(DATA)를 외부로 출력하도록 구성될 것이다.The input/output buffer 124 receives the control signal CTRL and the address ADDR from the outside, and transfers the received control signal CTRL and the address ADDR to the control logic 125 . Also, the input/output buffer may be configured to transmit data DATA input from the outside to the read/write circuit 123 or to output data DATA received from the read/write circuit 123 to the outside.

도 2는 도 1의 메모리 셀 어레이(110)의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the memory cell array 110 of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)을 포함한다. 각 메모리 블록은 3차원 구조를 갖는다. 각 메모리 블록은 기판 위에 적층된 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 이러한 복수의 메모리 셀들은 +X 방향, +Y 방향 및 +Z 방향을 따라 배열된다. 각 메모리 블록의 구조는 도 3을 참조하여 더 상세히 설명된다.Referring to FIG. 2 , the memory cell array 110 includes a plurality of memory blocks BLK1 to BLKz. Each memory block has a three-dimensional structure. Each memory block includes a plurality of memory cells stacked on a substrate. The plurality of memory cells are arranged along the +X direction, the +Y direction, and the +Z direction. The structure of each memory block is described in more detail with reference to FIG. 3 .

도 3은 도 2의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 어느 하나(BLK1)를 보여주는 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating one of the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 2 .

도 3을 참조하면, 제 1 메모리 블록(BLK1)은 복수의 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m)을 포함한다. 복수의 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m) 각각은 +Z 방향을 따라 신장된다. 제 1 메모리 블록(BLK1) 내에서, 행 방향(즉 +X 방향)으로 m개의 셀 스트링들이 배열된다. 도 3에서, 열 방향으로 배열되는 2개의 셀 스트링들만 도시되었다. 하지만 이는 설명의 편의를 위한 것으로서 열 방향(즉 +Y)으로 2개 이상의 셀 스트링들이 배열될 수 있음이 이해될 것이다.Referring to FIG. 3 , the first memory block BLK1 includes a plurality of cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m. Each of the plurality of cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m extends along the +Z direction. In the first memory block BLK1 , m cell strings are arranged in a row direction (ie, a +X direction). In FIG. 3 , only two cell strings arranged in a column direction are illustrated. However, this is for convenience of description and it will be understood that two or more cell strings may be arranged in the column direction (ie, +Y).

복수의 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m) 각각은, 메모리 블록(BLK1) 하부의 기판(미도시) 위에 적층된 제 1 내지 제 7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7), 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn), 그리고 제 1 내지 제 3 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)를 포함한다.Each of the plurality of cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m includes first to seventh source select transistors SST1 to SST7 and first to seventh source select transistors SST1 to SST7 stacked on a substrate (not shown) under the memory block BLK1 , respectively. It includes n-th memory cells MC1 to MCn, and first to third drain select transistors DST1 to DST3.

선택 트랜지스터들(SST1~SST7, DST1~DST3) 및 메모리 셀들(MC1~MCn) 각각은 유사한 구조를 가질 수 있다. 실시 예로서, 선택 트랜지스터들(SST1~SST7, DST1~DST3) 및 메모리 셀들(MC1~MCn) 각각은 채널층, 터널링 절연막, 전하 저장막 및 블로킹 절연막을 포함할 수 있다. 따라서 선택 트랜지스터들(SST1~SST7, DST1~DST3) 및 메모리 셀들(MC1~MCn) 각각은 그것의 전하 저장막에 트랩된 전자들의 수에 따라 가변하는 문턱 전압을 갖는다.Each of the selection transistors SST1 to SST7 and DST1 to DST3 and the memory cells MC1 to MCn may have a similar structure. In an embodiment, each of the selection transistors SST1 to SST7 and DST1 to DST3 and the memory cells MC1 to MCn may include a channel layer, a tunneling insulating layer, a charge storage layer, and a blocking insulating layer. Accordingly, each of the selection transistors SST1 to SST7 and DST1 to DST3 and the memory cells MC1 to MCn has a threshold voltage that varies according to the number of electrons trapped in its charge storage layer.

각 셀 스트링(each cell string)의 제 1 내지 제 7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)은 공통 소스 라인(CSL)과 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이에서 직렬로 연결된다. 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m)의 제 1 소스 선택 트랜지스터들(SST1)의 소스는 공통 소스 라인(CSL)에 공통 연결된다. 실시 예로서, 동일한 행(+X 방향)에 배열된 셀 스트링들(예를 들면, CS11~CS1m)의 제1 내지 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST2)들의 게이트는 행 방향으로 신장되는 제1 소스 선택 라인(SSL1_1)에 공통으로 연결된다. 제 1 행의 셀 스트링들(CS11~CS1m)의 제1 내지 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST2)은 제1 소스 선택 라인(SSL1_1)에 연결되고, 제 2 행의 셀 스트링들(CS21~CS2m)의 제1 내지 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST2)은 제1 소스 선택 라인(SSL1_2)에 연결된다.The first to seventh source select transistors SST1 to SST7 of each cell string are connected in series between the common source line CSL and the memory cells MC1 to MCn. Sources of the first source select transistors SST1 of the cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m are commonly connected to the common source line CSL. As an embodiment, the gates of the first to second source selection transistors SST1 to SST2 of the cell strings (eg, CS11 to CS1m) arranged in the same row (+X direction) are the first to be extended in the row direction. 1 is commonly connected to the source selection line SSL1_1. The first to second source select transistors SST1 to SST2 of the cell strings CS11 to CS1m in the first row are connected to the first source select line SSL1_1 and the cell strings CS21 to CS21 to in the second row The first to second source select transistors SST1 to SST2 of CS2m are connected to the first source select line SSL1_2 .

본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 셀 스트링에서 공통 소스 라인(CSL)에 인접한 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)은, 나머지 소스 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)에 연결된 소스 선택 라인과 분리된 소스 선택 라인에 연결된다. 예를 들어, 제 1 행의 셀 스트링들(CS11~CS1m)의 제 1 내지 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST2)은 제 1 소스 선택 라인(SSL1_1)에 연결되고, 제 1 행의 셀 스트링들(CS11~CS1m)의 제 3 내지 제 7 소스 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)은 제 2 소스 선택 라인(SSL2_1)에 연결된다. 제 2 행의 셀 스트링들(CS21~CS2m)의 제 1 내지 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST2)은 제 1 소스 선택 라인(SSL1_2)에 연결되고, 제 2 행의 셀 스트링들(CS21~CS2m)의 제 3 내지 제 7 소스 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)은 제 2 소스 선택 라인(SSL2_2)에 연결된다.According to an embodiment of the present invention, at least one or more source select transistors SST1 and SST2 adjacent to the common source line CSL in one cell string are source select lines connected to the remaining source select transistors SST3 to SST7. and connected to a separate source select line. For example, the first to second source select transistors SST1 to SST2 of the cell strings CS11 to CS1m in the first row are connected to the first source select line SSL1_1 and the cell string in the first row The third to seventh source select transistors SST3 to SST7 of the ones CS11 to CS1m are connected to the second source select line SSL2_1 . The first to second source select transistors SST1 to SST2 of the cell strings CS21 to CS2m in the second row are connected to the first source select line SSL1_2, and the cell strings CS21 to CS21 to in the second row The third to seventh source select transistors SST3 to SST7 of CS2m are connected to the second source select line SSL2_2 .

다양한 실시 예에서, 제1 메모리 블록(BLK1)의 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)은 각각 분리되고, 개별적으로 제어될 수 있는 제1 내지 제7 소스 선택 라인들(미도시)에 연결될 수도 있다. 이 경우, 제1 내지 제7 소스 선택 라인들(미도시)은 동시에 같은 레벨의 전압을 공급받거나, 서로 다른 레벨의 전압을 공급받을 수 있다.In various embodiments, the first to seventh source select transistors SST1 to SST7 of the first memory block BLK1 are separated from each other, and first to seventh source select lines (not shown) that can be individually controlled. ) can also be connected to In this case, the first to seventh source selection lines (not shown) may receive voltages of the same level or voltages of different levels at the same time.

한편, 도 3에서 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)은 7개인 경우로 도시되어 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 블록에서 하나의 셀 스트링에 포함되는 소스 선택 트랜지스터들의 수는 도 3을 참조한 설명에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 하나의 셀 스트링에 포함된 소스 선택 트랜지스터들의 수는 7개보다 많거나 적을 수 있다.Meanwhile, in FIG. 3 , the number of source select transistors SST1 to SST7 is illustrated as seven, but the number of source select transistors included in one cell string in the memory block according to the embodiment of the present invention is shown in FIG. 3 . Not limited by description. For example, the number of source select transistors included in one cell string may be greater than or less than seven.

각 셀 스트링의 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)은 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)과 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3) 사이에서 직렬 연결된다. 동일한 높이의 메모리 셀들은 동일한 워드 라인에 연결될 수 있다. 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)은 각각 제 1 내지 제 n 워드 라인들(WL1~WLn)에 연결된다.The first to nth memory cells MC1 to MCn of each cell string are connected in series between the source select transistors SST1 to SST7 and the drain select transistors DST1 to DST3 . Memory cells of the same height may be connected to the same word line. The first to nth memory cells MC1 to MCn are respectively connected to the first to nth word lines WL1 to WLn.

각 셀 스트링에 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터가 제공된다. 각 셀 스트링의 제 1 내지 제 3 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 해당 비트 라인과 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이에 직렬 연결된다.At least one drain select transistor is provided for each cell string. The first to third drain select transistors DST1 to DST3 of each cell string are connected in series between the corresponding bit line and the memory cells MC1 to MCn.

각 셀 스트링의 제 1 내지 제 3 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 동일한 드레인 선택 라인에 연결된다. 그리고, 동일한 행에 배열된 셀 스트링들의 드레인 선택 트랜지스터들은 행 방향으로 신장되는 드레인 선택 라인에 연결된다. 제 1 행의 셀 스트링들(CS11~CS1m)의 드레인 선택 트랜지스터들은 제 1 드레인 선택 라인(DSL1)에 연결된다. 제 2 행의 셀 스트링들(CS21~CS2m)의 드레인 선택 트랜지스터들은 제 2 드레인 선택 라인(DSL2)에 연결된다.The first to third drain select transistors DST1 to DST3 of each cell string are connected to the same drain select line. In addition, drain select transistors of the cell strings arranged in the same row are connected to a drain select line extending in the row direction. Drain select transistors of the cell strings CS11 to CS1m of the first row are connected to the first drain select line DSL1. Drain select transistors of the cell strings CS21 to CS2m of the second row are connected to the second drain select line DSL2.

실시 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 각 셀 스트링의 제 1 내지 제 3 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 하나의 드레인 선택 라인에 연결될 수 있다. 또는 도 3에 도시된 바와 상이하게, 각 셀 스트링의 제 1 내지 제 3 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 서로 다른 드레인 선택 라인들에 연결될 수 있다.As an embodiment, as shown in FIG. 3 , the first to third drain select transistors DST1 to DST3 of each cell string may be connected to one drain select line. Alternatively, differently from FIG. 3 , the first to third drain select transistors DST1 to DST3 of each cell string may be connected to different drain select lines.

한편, 도 3에서 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 3개인 경우로 도시되어 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 블록에서 하나의 셀 스트링에 포함되는 드레인 선택 트랜지스터들의 수는 도 3을 참조한 설명에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 하나의 셀 스트링에 포함된 드레인 선택 트랜지스터들의 수는 3개보다 많거나 적을 수 있다.Meanwhile, in FIG. 3 , the number of drain select transistors DST1 to DST3 is illustrated as three, but the number of drain select transistors included in one cell string in the memory block according to the embodiment of the present invention refers to FIG. 3 . Not limited by description. For example, the number of drain select transistors included in one cell string may be greater or less than three.

열 방향으로 배열되는 셀 스트링들은 열 방향으로 신장되는 비트 라인에 연결된다. 도 3에서, 제 1 열의 셀 스트링들(CS11, CS21)은 제 1 비트 라인(BL1)에 연결되어 있다. 제 m 열의 셀 스트링들(CS1m, CS2m)은 제 m 비트 라인(BLm)에 연결되어 있다.Cell strings arranged in the column direction are connected to bit lines extending in the column direction. In FIG. 3 , the cell strings CS11 and CS21 of the first column are connected to the first bit line BL1 . The cell strings CS1m and CS2m of the m-th column are connected to the m-th bit line BLm.

행 방향으로 배열되는 셀 스트링들 내에서 동일한 워드 라인에 연결되는 메모리 셀들은 하나의 페이지를 구성한다. 예를 들면, 제 1 행의 셀 스트링들(CS11~CS1m) 중 제 1 워드 라인(WL1)과 연결된 메모리 셀들은 하나의 페이지를 구성한다. 제 2 행의 셀 스트링들(CS21~CS2m) 중 제 1 워드 라인(WL1)과 연결된 메모리 셀들은 다른 하나의 페이지를 구성한다. 드레인 선택 라인들(DSL1, DSL2) 중 어느 하나가 선택됨으로써 하나의 행 방향으로 배열되는 셀 스트링들이 선택될 것이다. 워드 라인들(WL1~WLn) 중 어느 하나가 선택됨으로써 선택된 셀 스트링들 중 하나의 페이지가 선택될 것이다.Memory cells connected to the same word line in the cell strings arranged in the row direction constitute one page. For example, among the cell strings CS11 to CS1m of the first row, memory cells connected to the first word line WL1 constitute one page. Among the cell strings CS21 to CS2m of the second row, memory cells connected to the first word line WL1 constitute another page. When any one of the drain selection lines DSL1 and DSL2 is selected, cell strings arranged in one row direction may be selected. When any one of the word lines WL1 to WLn is selected, one page of the selected cell strings may be selected.

다른 실시 예로서, 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm) 대신 이븐 비트 라인들 및 오드 비트 라인들이 제공될 수 있다. 그리고 행 방향으로 배열되는 셀 스트링들(CS11~CS1m 또는 CS21~CS2m) 중 짝수 번째 셀 스트링들은 이븐 비트 라인들에 각각 연결되고, 행 방향으로 배열되는 셀 스트링들(CS11~CS1m 또는 CS21~CS2m) 중 홀수 번째 셀 스트링들은 오드 비트 라인들에 각각 연결될 수 있다.As another embodiment, even bit lines and odd bit lines may be provided instead of the first to mth bit lines BL1 to BLm. Also, even-numbered cell strings among the cell strings CS11 to CS1m or CS21 to CS2m arranged in the row direction are respectively connected to the even bit lines, and the cell strings CS11 to CS1m or CS21 to CS2m arranged in the row direction are respectively connected to the cell strings CS11 to CS1m or CS21 to CS2m. The odd-numbered cell strings may be respectively connected to odd bit lines.

실시 예로서, 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn) 중 적어도 하나 이상은 더미 메모리 셀로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들은 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)과 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이의 전계(electric field)를 감소시키기 위해 제공된다. 또는, 적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들은 더미 메모리 셀들은 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)과 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이의 전계를 감소시키기 위해 제공된다. 더 많은 더미 메모리 셀들이 제공될수록, 제1 메모리 블록(BLK1)에 대한 동작의 신뢰성이 향상되는 반면, 제1 메모리 블록(BLK1)의 크기는 증가할 수 있다. 더 적은 더미 메모리 셀들이 제공될수록, 제1 메모리 블록(BLK1)의 크기는 감소하는 반면 제1 메모리 블록(BLK1)에 대한 동작의 신뢰성은 저하될 수 있다.In an embodiment, at least one of the first to nth memory cells MC1 to MCn may be used as a dummy memory cell. For example, at least one or more dummy memory cells are provided to reduce an electric field between the source select transistors SST1 to SST7 and the memory cells MC1 to MCn. Alternatively, at least one or more dummy memory cells are provided to reduce an electric field between the drain select transistors DST1 to DST3 and the memory cells MC1 to MCn. As more dummy memory cells are provided, the reliability of the operation of the first memory block BLK1 may increase, while the size of the first memory block BLK1 may increase. As fewer dummy memory cells are provided, the size of the first memory block BLK1 may decrease, while reliability of an operation for the first memory block BLK1 may decrease.

적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들을 효율적으로 제어하기 위해, 더미 메모리 셀들 각각은 요구되는 문턱 전압을 가질 수 있다. 실시 예에서, 제1 메모리 블록(BLK1)에 대한 소거 동작 이전 또는 이후에, 더미 메모리 셀들 중 전부 혹은 일부에 대한 프로그램 동작들이 수행될 수 있다. 프로그램 동작이 수행된 뒤에 소거 동작이 수행되는 경우, 더미 메모리 셀들의 문턱 전압은 각각의 더미 메모리 셀들에 연결된 더미 워드 라인들에 인가되는 전압을 제어함으로써 더미 메모리 셀들은 요구되는 문턱 전압을 가질 수 있다.In order to efficiently control at least one or more dummy memory cells, each of the dummy memory cells may have a required threshold voltage. In an embodiment, program operations on all or some of the dummy memory cells may be performed before or after the erase operation on the first memory block BLK1 . When an erase operation is performed after a program operation is performed, the threshold voltages of the dummy memory cells may have a required threshold voltage by controlling a voltage applied to the dummy word lines connected to the respective dummy memory cells. .

메모리 장치(100, 도 1 참조)는 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)을 제어함으로써 메모리 셀들(MC1~MCn)을 공통 소스 라인(CSL)과 전기적으로 연결하거나 전기적으로 차단한다. 만약 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)의 문턱 전압들이 원하는 전압 분포와 크게 다른 경우, 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)은 효과적으로 제어될 수 없다.The memory device 100 (refer to FIG. 1 ) electrically connects or electrically blocks the memory cells MC1 to MCn from the common source line CSL by controlling the source select transistors SST1 to SST7 . If the threshold voltages of the source select transistors SST1 to SST7 are significantly different from a desired voltage distribution, the source select transistors SST1 to SST7 cannot be effectively controlled.

소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)이 원하는 전압 분포보다 높은 문턱 전압들을 가진다고 가정한다. 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)을 턴온시키면서 임의의 동작을 수행할 때, 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)을 통해 공통 소스 라인(CSL)으로 흐르는 전류는 원치 않게 감소할 수 있다. 즉, 셀 스트링을 통해 공통 소스 라인(CSL)으로 흐르는 전류량이 낮아질 수 있다. 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)이 원하는 문턱 전압보다 낮은 문턱 전압들을 가진다고 가정한다. 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)을 턴오프시키면서 임의의 동작을 수행할 때, 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)을 통해 공통 소스 라인(CSL)으로 의도치 않게 전류가 유출될 수 있다.It is assumed that the source select transistors SST1 to SST7 have threshold voltages higher than a desired voltage distribution. When an arbitrary operation is performed while the source select transistors SST1 to SST7 are turned on, a current flowing to the common source line CSL through the source select transistors SST1 to SST7 may be undesirably reduced. That is, the amount of current flowing to the common source line CSL through the cell string may be reduced. It is assumed that the source select transistors SST1 to SST7 have threshold voltages lower than a desired threshold voltage. When an arbitrary operation is performed while the source select transistors SST1 to SST7 are turned off, current may inadvertently flow into the common source line CSL through the source select transistors SST1 to SST7 .

따라서, 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)의 문턱 전압들을 효과적으로 설정하는 것은 메모리 장치(100)의 신뢰성 향상에 중요한 요소가 된다.Accordingly, effectively setting the threshold voltages of the source select transistors SST1 to SST7 is an important factor in improving the reliability of the memory device 100 .

도 4는 도 3의 메모리 블록에 포함된 하나의 셀 스트링을 보여주는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating one cell string included in the memory block of FIG. 3 .

도 4를 참조하면, 셀 스트링은 공통 소스 라인(CSL)과 비트라인(BL) 사이에 직렬로 연결된 제 1 내지 제 7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7), 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn), 그리고 제 1 내지 제 3 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the cell string includes first to seventh source select transistors SST1 to SST7 and first to nth memory cells MC1 connected in series between the common source line CSL and the bit line BL. ~MCn), and first to third drain select transistors DST1 to DST3.

제 1 내지 제 7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7) 중 제1 및 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)는 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 공통으로 연결될 수 있다. 제 3 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)은 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 공통으로 연결될 수 있다.The first and second source select transistors SST1 and SST2 among the first to seventh source select transistors SST1 to SST7 may be commonly connected to the first source select line SSL1 . The third to seventh source select transistors SST3 to SST7 may be commonly connected to the second source select line SSL2 .

제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)은 각각 제1 내지 제n 워드라인(WL1~WLn)에 연결될 수 있다.The first to nth memory cells MC1 to MCn may be respectively connected to the first to nth word lines WL1 to WLn.

제1 내지 제3 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 드레인 선택 라인(DSL)에 공통으로 될 수 있다.The first to third drain select transistors DST1 to DST3 may be common to the drain select line DSL.

이하에서는 설명의 편의를 위해서 메모리 장치의 메모리 셀 어레이가 도 4의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 블록들로 구성된 경우를 가정하여 설명한다.Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the memory cell array of the memory device is composed of memory blocks including the cell strings of FIG. 4 .

도 5는 메모리 장치(100)의 선택 트랜지스터들의 프로그램 동작을 설명하는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a program operation of selection transistors of the memory device 100 .

도 5를 참조하면, 510 단계에서, 메모리 장치(100)는 하나의 메모리 블록에 포함된 소스 선택 트랜지스터들에 대한 고정 전압 프로그램 동작을 수행한다. 예를 들어, 메모리 장치(100)는 선택된 메모리 블록에 포함된 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들의 게이트에 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 인가하여 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램할 수 있다. 실시 예에서, 프로그램 전압은 복수 회 인가될 수 있고, 510 단계에 대한 별도의 프로그램 검증 동작은 생략될 수 있다. 510 단계가 수행되면, 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)은 미리 정해진 레벨의 문턱 전압을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , in operation 510 , the memory device 100 performs a fixed voltage program operation on source selection transistors included in one memory block. For example, the memory device 100 may program the first to seventh source select transistors by applying a program voltage having a fixed voltage level to the gates of the first to seventh source select transistors included in the selected memory block. have. In an embodiment, the program voltage may be applied a plurality of times, and a separate program verification operation for step 510 may be omitted. When step 510 is performed, the source select transistors SST1 to SST7 may have threshold voltages of a predetermined level.

520 단계에서, 메모리 장치(100)는 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)에 대한 프로그램 동작을 수행할 수 있다. 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 드레인 선택 라인(DSL)에 프로그램 전압을 인가함으로써 프로그램될 수 있다. 520 단계가 수행되면, 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)은 미리 정해진 특정 전압 보다 높은 문턱 전압을 가질 수 있다.In operation 520 , the memory device 100 may perform a program operation on the drain select transistors DST1 to DST3 . The drain select transistors DST1 to DST3 may be programmed by applying a program voltage to the drain select line DSL. When step 520 is performed, the drain select transistors DST1 to DST3 may have a threshold voltage higher than a predetermined specific voltage.

530 단계에서, 메모리 장치(100)는 소스 선택 트랜지스터들에 대한 소거 동작을 수행할 수 있다. 실시 예에서, 메모리 장치(100)는 하나의 메모리 블록에 포함된 소스 선택 트랜지스터들 중 일부의 소스 선택 트랜지스터들에 대해서만 소거 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 선택된 메모리 블록에 4개의 셀 스트링들이 포함된 경우, 메모리 장치(100)는 4개의 셀 스트링들 중 2개의 셀 스트링에 대한 소거 동작을 수행할 수 있다. 메모리 장치(100)는 소거하고자 하는 메모리 셀 스트링에 포함된 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)의 게이트에 0V를 인가하고, 채널의 전위를 증가시킬 수 있도록 공통 소스 라인(CSL)에 높은 소거 전압을 인가하여 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)을 소거할 수 있다. 530 단계가 수행되면, 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)의 문턱 전압은 다시 낮아질 것이다.In operation 530 , the memory device 100 may perform an erase operation on the source select transistors. In an embodiment, the memory device 100 may perform an erase operation on only some of the source select transistors included in one memory block. For example, when four cell strings are included in the selected memory block, the memory device 100 may perform an erase operation on two cell strings among the four cell strings. The memory device 100 applies 0V to the gates of the first to seventh source selection transistors SST1 to SST7 included in the memory cell string to be erased and the common source line CSL to increase the potential of the channel. ) by applying a high erase voltage to the first to seventh source select transistors SST1 to SST7 may be erased. When step 530 is performed, the threshold voltages of the first to seventh source select transistors SST1 to SST7 will be lowered again.

540 단계에서, 메모리 장치(100)는 소거한 메모리 셀 스트링들에 포함된 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)에 대한 제1 프로그램 및 제2 프로그램 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 프로그램 동작은 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 소스 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)에 대한 프로그램 동작일 수 있다. 제2 프로그램 동작은 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 소스 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)에 대한 프로그램 동작일 수 있다. 제2 프로그램 동작시에, 530 단계에서 소거되지 않은 메모리 셀 스트링들에 포함된 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)은 510 단계에서 고정된 프로그램 전압을 이용하여 프로그램된 상태이므로, 이들을 턴 오프 시킴으로써 해당 메모리 셀 스트링을 프로그램 금지(inhibit) 시킬 수 있다.In operation 540 , the memory device 100 may perform a first program and a second program operation on the source select transistors SST1 to SST7 included in the erased memory cell strings. For example, the first program operation may be a program operation for the source select transistors SST1 and SST2 connected to the first source select line SSL1 . The second program operation may be a program operation for the source select transistors SST3 to SST7 connected to the second source select line SSL2 . During the second program operation, since the first to seventh source select transistors SST1 to SST7 included in the memory cell strings that are not erased in step 530 are programmed using a fixed program voltage in step 510 , By turning them off, the program of the corresponding memory cell string can be inhibited.

실시 예에서, 제1 프로그램 동작은 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 이용하여 수행될 수 있고, 제2 프로그램 동작은 증가형 프로그램 펄스 전압(Incremental Step Pulse Program)을 이용하여 프로그램 될 수 있다. 540 단계에 대해서는 후술하는 도 6 내지 도 10에 대한 설명에서 보다 상세하게 설명한다.In an embodiment, the first program operation may be performed using a program voltage having a fixed voltage level, and the second program operation may be programmed using an incremental step pulse program. Step 540 will be described in more detail in the description of FIGS. 6 to 10 to be described later.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 선택 트랜지스터들의 프로그램 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6은 도 5의 540 단계를 보다 상세하게 설명한 도면이다.6 is a flowchart illustrating a program operation of selection transistors according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating step 540 of FIG. 5 in more detail.

도 6을 참조하면, 메모리 장치(100)는 610 단계에서, 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 선택 트랜지스터들에 대한 제1 프로그램 동작을 수행한다. 제1 프로그램 동작은 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 이용하여 수행될 수 있다. 제1 프로그램 동작시에 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 인가되는 전압은 제1 프로그램 전압(VPGM1)일 수 있다.Referring to FIG. 6 , in step 610 , the memory device 100 performs a first program operation on the selection transistors connected to the first source selection line SSL1 . The first program operation may be performed using a program voltage having a fixed voltage level. The voltage applied to the first source select line SSL1 during the first program operation may be the first program voltage VPGM1 .

620 단계에서, 메모리 장치(100)는 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들에 재한 제2 프로그램 동작을 수행한다. 실시 예에서, 제2 프로그램 동작은 증가형 프로그램 펄스 전압(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식을 이용하여 프로그램 될 수 있다. 제2 프로그램 동작시에 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 인가되는 전압은 제2 프로그램 전압(VPGM2)일 수 있다. 메모리 장치(100)는 프로그램 전압 인가 단계와 프로그램 검증 단계를 포함하는 하나의 프로그램 루프를 반복 수행함으로써 제2 프로그램 동작을 수행할 수 있다. 프로그램 루프가 반복될 때마다 제2 프로그램 전압의 레벨은 미리 설정된 스탭 전압(VSTEP)의 레벨만큼 증가할 수 있다. ISPP 방식에 따른 프로그램 동작에 따라 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들의 문턱 전압 분포는 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 선택 트랜지스터들의 문턱 전압 분포의 폭보다 좁은 폭을 가질 수 있다.In operation 620 , the memory device 100 performs a second program operation limited to the selection transistors connected to the second source selection line SSL2 . In an embodiment, the second program operation may be programmed using an incremental step pulse program (ISPP) method. The voltage applied to the second source selection line SSL2 during the second program operation may be the second program voltage VPGM2 . The memory device 100 may perform a second program operation by repeatedly performing one program loop including a program voltage application step and a program verification step. Whenever the program loop is repeated, the level of the second program voltage may increase by the level of the preset step voltage VSTEP. According to a program operation according to the ISPP method, the threshold voltage distribution of the selection transistors connected to the second source selection line SSL2 may have a narrower width than the threshold voltage distribution of the selection transistors connected to the first source selection line SSL1 . .

도 7은 도 6의 610단계에서 인가되는 전압들을 보여주는 테이블이다.7 is a table showing voltages applied in step 610 of FIG. 6 .

도 1 및 도 7을 참조하면, 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 이용한 제1 프로그램 동작시에 메모리 장치(100)의 전압 발생기(122)는 제1 프로그램 전압(VPGM1)을 생성할 수 있다. 제1 프로그램 전압(VPGM1)은 도 7의 표에서 Vpgm(fixed)에 해당한다.1 and 7 , during a first program operation using a program voltage having a fixed voltage level, the voltage generator 122 of the memory device 100 may generate a first program voltage VPGM1 . The first program voltage VPGM1 corresponds to Vpgm (fixed) in the table of FIG. 7 .

도 4의 셀 스트링의 구조를 이용하여 설명하면, 제어 로직(125)는 드레인 선택 라인(DSL), 워드 라인(WL1~WLn) 및 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 기준 전압(Vss)이 인가되도록 전압 발생기(122) 및 어드레스 디코더(121)를 제어할 수 있다. 또한 제어 로직(125)는 공통 소스 라인(CSL)에도 기준 전압(Vss)이 인가할 수 있다. 실시 예에서, 기준 전압(Vss)은 접지 전압일 수 있다. 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3), 메모리 셀들(MC1~MCn), 소스 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)의 문턱 전압들은 유지될 것이다.4 , the control logic 125 applies the reference voltage Vss to the drain select line DSL, the word lines WL1 to WLn, and the second source select line SSL2 . The voltage generator 122 and the address decoder 121 may be controlled as much as possible. In addition, the control logic 125 may also apply the reference voltage Vss to the common source line CSL. In an embodiment, the reference voltage Vss may be a ground voltage. Threshold voltages of the drain select transistors DST1 to DST3, the memory cells MC1 to MCn, and the source select transistors SST3 to SST7 may be maintained.

제어 로직(125)는 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 제1 프로그램 전압(VPGM, Vpgm(fixed)가 인가될 수 있도록 전압 발생기(122) 및 어드레스 디코더(121)를 제어할 수 있다. 제 1 소스 선택 라인(SSL1)과 연결된 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)의 문턱 전압들은 상승할 것이다.The control logic 125 may control the voltage generator 122 and the address decoder 121 to apply the first program voltages VPGM and Vpgm (fixed) to the first source selection line SSL1 . Threshold voltages of the selection transistors SST1 and SST2 connected to the source selection line SSL1 will increase.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선택 트랜지스터들의 프로그램 동작을 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating in more detail a program operation of selection transistors according to an embodiment of the present invention.

도 8은 도 6의 610 단계 및 620 단계를 보다 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating steps 610 and 620 of FIG. 6 in more detail.

도 8에서 810 단계 및 820 단계는 도 6의 610 단계이고, 830 단계 내지 850 단계는 도 6의 620 단계에 대응될 수 있다.Steps 810 and 820 in FIG. 8 may correspond to steps 610 in FIG. 6 , and steps 830 to 850 may correspond to steps 620 in FIG. 6 .

도 8을 참조하면, 메모리 장치는 810 단계에서, 메모리 장치(100)는 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 선택 트랜지스터들에 제1 프로그램 전압을 인가할 수 있다. 제1 프로그램 전압은 고정된 전압 값을 가질 수 있다. 실시 예에서, 제1 프로그램 전압의 인가는 복수회 수행될 수 있다. Referring to FIG. 8 , in operation 810 , the memory device 100 may apply a first program voltage to the selection transistors connected to the first source selection line SSL1 . The first program voltage may have a fixed voltage value. In an embodiment, the application of the first program voltage may be performed a plurality of times.

820 단계에서, 메모리 장치(100)는 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 선택 트랜지스터들의 프로그램 검증이 패스인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(100)는 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 선택 트랜지스터들의 게이트에 검증 전압을 인가하고, 비트라인들을 통해 출력되는 전압 또는 전류 변화를 기초로 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 선택 트랜지스터들의 프로그램 검증이 패스인지 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과 프로그램 검증이 패스이면 830 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 다시 810 단계로 돌아간다.In operation 820 , the memory device 100 may determine whether the program verification of the selection transistors connected to the first source selection line SSL1 passes. For example, the memory device 100 applies a verification voltage to the gates of the selection transistors connected to the first source selection line SSL1 , and based on a change in voltage or current output through the bit lines, the first source selection line ( It may be determined whether the program verification of the selection transistors connected to SSL1) passes. If it is determined that the program verification is a pass, the process proceeds to step 830. Otherwise, the process returns to step 810 again.

830 단계에서, 메모리 장치(100)는 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들에 제2 프로그램 전압을 인가할 수 있다. 실시 예에서, 제2 프로그램 전압은 제1 프로그램 전압보다 높은 레벨을 가질 수 있다.In operation 830 , the memory device 100 may apply a second program voltage to the selection transistors connected to the second source selection line SSL2 . In an embodiment, the second program voltage may have a higher level than the first program voltage.

840 단계에서, 메모리 장치(100)는 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들의 프로그램 검증이 패스인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(100)는 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들의 게이트에 검증 전압을 인가하고, 비트라인들을 통해 출력되는 전압 또는 전류 변화를 기초로 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들의 프로그램 검증이 패스인지 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과 프로그램 검증이 패스이면 선택 트랜지스터들의 프로그램 동작을 종료하고, 그렇지 않으면 850 단계로 진행한다.In operation 840 , the memory device 100 may determine whether the program verification of the selection transistors connected to the second source selection line SSL2 passes. For example, the memory device 100 applies a verification voltage to the gates of the selection transistors connected to the second source selection line SSL2 , and based on a change in voltage or current output through the bit lines, the second source selection line ( It may be determined whether the program verification of the selection transistors connected to SSL2) passes. As a result of the determination, if the program verification is a pass, the program operation of the selection transistors is terminated. Otherwise, operation 850 is performed.

850 단계에서, 메모리 장치(100)는 제2 프로그램 전압을 미리 설정된 스탭 전압 만큼 상승시킬 수 있다. 이후 830 단계로 진행하여 다시 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들에 증가된 전압 레벨을 갖는 제2 프로그램 전압을 인가할 수 있다.In operation 850 , the memory device 100 may increase the second program voltage by a preset step voltage. Thereafter, in operation 830 , a second program voltage having an increased voltage level may be applied to the selection transistors connected to the second source selection line SSL2 again.

도 9는 도 8의 830단계 및 840단계에서 인가되는 전압들을 보여주는 파형도이다.9 is a waveform diagram showing voltages applied in steps 830 and 840 of FIG. 8 .

도 9는 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들을 프로그램 하기 위한 하나의 프로그램 루프에서 각 라인들에 인가되는 전압을 도시한다.9 illustrates voltages applied to each line in one program loop for programming the selection transistors connected to the second source selection line SSL2.

도 9에서, t0~t5는 프로그램 전압 인가 단계이고, t5~t7은 프로그램 검증 단계이다.9 , t0 to t5 represent a program voltage application step, and t5 to t7 represent a program verification step.

도 9를 참조하면, t0~t1동안, 선택된 셀 스트링의 드레인 선택 라인(DSL)에 제1 드레인 선택 전압(PDSL1)이 인가된다. 또한, t0에서 비트라인(BL)과 공통 소스 라인(CSL)에는 코어 전압(VCORE)이 인가될 수 있다. 제1 드레인 선택 전압(PDSL1)은 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~3)을 턴온 시키는 전압일 수 있다. 코어 전압(VCORE)은 선택된 셀 스트링의 채널 영역에 부스팅 전압이 인가될 수 있도록 한다.Referring to FIG. 9 , a first drain select voltage PDSL1 is applied to the drain select line DSL of the selected cell string during t0 to t1 . Also, the core voltage VCORE may be applied to the bit line BL and the common source line CSL at t0. The first drain select voltage PDSL1 may be a voltage that turns on the drain select transistors DST1 to DST3 . The core voltage VCORE allows the boosting voltage to be applied to the channel region of the selected cell string.

t1에서, 선택된 제2 소스 선택 라인(SSL2)과 워드라인들(WL)에 프로그램 패스 전압(VPASS_P)이 인가될 수 있다. 프로그램 패스 전압(VPASS_P)은 메모리 셀들(MC)을 턴온 시키는 전압일 수 있다.At t1 , the program pass voltage VPASS_P may be applied to the selected second source select line SSL2 and the word lines WL. The program pass voltage VPASS_P may be a voltage that turns on the memory cells MC.

t2에서, 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 프로그램 전압(VPGM)이 인가될 수 있다. 프로그램 전압(VPGM)은 도 8을 참조하여 설명된 제2 프로그램 전압에 대응될 수 있다. 따라서, 프로그램 루프가 반복됨에 따라 프로그램 전압(VPGM)의 레벨을 점점 증가할 수 있다.At t2 , the program voltage VPGM may be applied to the second source select line SSL2 . The program voltage VPGM may correspond to the second program voltage described with reference to FIG. 8 . Accordingly, as the program loop is repeated, the level of the program voltage VPGM may gradually increase.

t3에서, 제2 소스 선택 라인(SSL2)과 워드라인(WL)의 디스차지를 동시에 수행하기 위해서 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 다시 프로그램 패스 전압(VPASS_P)이 인가될 수 있다.At t3 , the program pass voltage VPASS_P may be applied again to the second source select line SSL2 to simultaneously discharge the second source select line SSL2 and the word line WL.

t4에서, 제2 소스 선택 라인(SSL2)과 워드라인(WL)이 디스차지 된다. 제2 소스 선택 라인(SSL2)과 워드라인(WL)의 전압은 디스차지 전압(VMV)로 낮아질 수 있다.At t4 , the second source select line SSL2 and the word line WL are discharged. The voltages of the second source selection line SSL2 and the word line WL may be lowered to the discharge voltage VMV.

제2 소스 선택 라인(SSL2)과 워드라인(WL)이 디스차지된 뒤, t5에 도달하기 전까지, 제2 소스 선택 라인(SSL2)의 검증을 위해 드레인 선택 라인(VDSL)과 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 각각 드레인 선택 라인 전압(VDSL) 및 소스 선택 라인 전압(VSSL)이 인가될 수 있다. 드레인 선택 라인 전압(VDSL) 및 소스 선택 라인 전압(VSSL)은 각각 드레인 선택 트랜지스터들(DST1~DST3)과 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)를 턴온시키는 전압일 수 있다. 워드라인(WL)에는 읽기 패스 전압(VPASS_R)이 인가될 수 있다. 공통 소스 라인(CSL)에는 0V가 인가될 수 있다.After the second source select line SSL2 and the word line WL are discharged, before t5 is reached, the drain select line VDSL and the first source select line are used to verify the second source select line SSL2. A drain select line voltage VDSL and a source select line voltage VSSL may be applied to SSL1 , respectively. The drain select line voltage VDSL and the source select line voltage VSSL are voltages that turn on the drain select transistors DST1 to DST3 and the select transistors SST1 and SST2 connected to the first source select line SSL1, respectively. can A read pass voltage VPASS_R may be applied to the word line WL. 0V may be applied to the common source line CSL.

t5에서, 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 검증 전압(VPV)이 인가될 수 있다. 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 검증 전압(VPV)이 인가되면, 제2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)의 문턱 전압에 따라 비트라인으로 센싱 전압(PBSENSE-Vth)이 출력된다. 센싱 전압(PBSENSE-Vth)의 레벨에 따라 프로그램 검증 패스 여부가 결정될 수 있다. At t5 , the verification voltage VPV may be applied to the second source selection line SSL2 . When the verification voltage VPV is applied to the second source selection line SSL2 , the sensing voltage PBSENSE-Vth is applied to the bit line according to the threshold voltages of the selection transistors SST3 to SST7 connected to the second source selection line SSL2 . ) is output. Whether to pass the program verification may be determined according to the level of the sensing voltage PBSENSE-Vth.

t6에서, 제2 소스 선택 라인(SSL2)과 워드라인들(WL)을 동시에 디스차지 하기 위해 같은 전압 레벨의 전압이 인가될 수 있다. t7에서, 모든 라인들의 디스차지가 수행될 수 있다.At t6 , a voltage having the same voltage level may be applied to simultaneously discharge the second source selection line SSL2 and the word lines WL. At t7, the discharge of all lines may be performed.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 프로그램 된 선택 트랜지스터들의 문턱전압 분포를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a threshold voltage distribution of selection transistors programmed according to an embodiment of the present invention.

도 10에서, (a)는 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 복수 회 인가하여 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)을 프로그램 한 경우이다. (b)는 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 및 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1, 2)에 대해서 먼저 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 이용하여 제1 프로그램 동작을 수행한 뒤, ISPP방식으로 제3 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST3~SST7)에 대해서 제2 프로그램 동작을 수행한 경우이다.In FIG. 10 , (a) is a case in which first to seventh source select transistors SST1 to SST7 are programmed by applying a program voltage having a fixed voltage level a plurality of times. In (b), according to an embodiment of the present invention, a first program operation is first performed using a program voltage having a fixed voltage level on the first and second source select transistors SST1 and 2, and then the ISPP This is a case in which the second program operation is performed on the third to seventh source select transistors SST3 to SST7 in this manner.

도 10을 참조하면, (a)의 경우 소스 선택 트랜지스터들의 초기 문턱 전압은 VTH1과 VTH3에 넓게 분포하고 있다. 이 때, 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 복수 회 인가하는 방식으로 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램 하면, 제1 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들(SST1~SST7)이 모두 VTH2보다 높은 문턱 전압을 갖도록 프로그램 될 수 있다. 그러나, 고정된 전압 레벨을 사용하므로, 소스 선택 트랜지스터들의 특성에 따라 문턱 전압이 증가하는 폭이 상이하므로 전체적인 문턱 전압 분포의 폭이 넓어지는 문제가 있다.Referring to FIG. 10 , in case (a), the initial threshold voltages of the source select transistors are widely distributed in VTH1 and VTH3. At this time, if the source select transistors are programmed in such a way that a program voltage having a fixed voltage level is applied a plurality of times, all of the first to seventh source select transistors SST1 to SST7 will be programmed to have a higher threshold voltage than VTH2. can However, since a fixed voltage level is used, the width at which the threshold voltage increases is different depending on the characteristics of the source select transistors, so there is a problem in that the width of the overall threshold voltage distribution is widened.

(b)의 경우, 제1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된 제1 및 제2 소스 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)를 먼저 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 이용하여 프로그램 하면, VTH2보다 높은 문턱전압을 갖도록 프로그램 될 것이다. 이후, SST1 및 SST2를 이용하여 비선택된 셀 스트링들에 포함된 소스 선택 트랜지스터들이 프로그램 되지 않도록 채널 셀프 부스팅(channel self-boosting)이 가능해지므로, 제3 내지 제7 소스 선택 트랜지스터들은 보다 높은 전압 레벨에 해당하는 VTH3보다 높고, 더 좁은 문턱 전압 분포를 갖도록 프로그램 될 수 있다.In the case of (b), when the first and second source select transistors SST1 and SST2 connected to the first source select line SSL1 are first programmed using a program voltage having a fixed voltage level, a threshold higher than VTH2 It will be programmed to have a voltage. Thereafter, channel self-boosting is possible so that the source select transistors included in the unselected cell strings are not programmed using SST1 and SST2. It can be programmed to have a higher and narrower threshold voltage distribution than the corresponding VTH3.

도 11은 도 1의 메모리 장치(100)를 포함하는 메모리 시스템(1000)을 보여주는 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a memory system 1000 including the memory device 100 of FIG. 1 .

도 11을 참조하면, 메모리 시스템(1000)은 메모리 장치(100) 및 컨트롤러(1200)를 포함한다.Referring to FIG. 11 , the memory system 1000 includes a memory device 100 and a controller 1200 .

메모리 장치(100)는 도 1을 참조하여 설명된 바와 마찬가지로 구성되고, 동작할 수 있다. 이하, 중복되는 설명은 생략된다.The memory device 100 may be configured and operated in the same manner as described with reference to FIG. 1 . Hereinafter, overlapping descriptions will be omitted.

컨트롤러(1200)는 호스트(Host) 및 메모리 장치(100)에 연결된다. 호스트(Host)로부터의 요청에 응답하여, 컨트롤러(1200)는 메모리 장치(100)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들면, 컨트롤러(1200)는 메모리 장치(100)의 읽기, 쓰기, 소거, 그리고 배경(background) 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(1200)는 메모리 장치(100) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 컨트롤러(1200)는 메모리 장치(100)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다.The controller 1200 is connected to a host and the memory device 100 . In response to a request from the host, the controller 1200 is configured to access the memory device 100 . For example, the controller 1200 is configured to control read, write, erase, and background operations of the memory device 100 . The controller 1200 is configured to provide an interface between the memory device 100 and a host. The controller 1200 is configured to drive firmware for controlling the memory device 100 .

컨트롤러(1200)는 램(1210, Random Access Memory), 프로세싱 유닛(1220, processing unit), 호스트 인터페이스(1230, host interface), 메모리 인터페이스(1240, memory interface) 및 에러 정정 블록(1250)을 포함한다.The controller 1200 includes a RAM 1210 , a random access memory, a processing unit 1220 , a host interface 1230 , a memory interface 1240 , and an error correction block 1250 . .

램(1210)은 프로세싱 유닛(1220)의 동작 메모리, 메모리 장치(100) 및 호스트(Host) 사이의 캐시 메모리, 그리고 메모리 장치(100) 및 호스트(Host) 사이의 버퍼 메모리 중 적어도 하나로서 이용된다.The RAM 1210 is used as at least one of an operation memory of the processing unit 1220 , a cache memory between the memory device 100 and the host, and a buffer memory between the memory device 100 and the host. .

프로세싱 유닛(1220)은 컨트롤러(1200)의 제반 동작을 제어한다.The processing unit 1220 controls overall operations of the controller 1200 .

호스트 인터페이스(1230)는 호스트(Host) 및 컨트롤러(1200) 사이의 데이터 교환을 수행하기 위한 프로토콜을 포함한다. 예시적인 실시 예로서, 컨트롤러(1200)는 USB (Universal Serial Bus) 프로토콜, MMC (multimedia card) 프로토콜, PCI (peripheral component interconnection) 프로토콜, PCI-E (PCI-express) 프로토콜, ATA (Advanced Technology Attachment) 프로토콜, Serial-ATA 프로토콜, Parallel-ATA 프로토콜, SCSI (small computer small interface) 프로토콜, ESDI (enhanced small disk interface) 프로토콜, 그리고 IDE (Integrated Drive Electronics) 프로토콜, 사유(private) 프로토콜 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 호스트(Host)와 통신하도록 구성된다.The host interface 1230 includes a protocol for exchanging data between the host and the controller 1200 . In an exemplary embodiment, the controller 1200 includes a Universal Serial Bus (USB) protocol, a multimedia card (MMC) protocol, a peripheral component interconnection (PCI) protocol, a PCI-express (PCI-E) protocol, and an Advanced Technology Attachment (ATA). protocol, Serial-ATA protocol, Parallel-ATA protocol, SCSI (small computer small interface) protocol, ESDI (enhanced small disk interface) protocol, and various interface protocols such as IDE (Integrated Drive Electronics) protocol, private protocol, etc. configured to communicate with a host through at least one of

메모리 인터페이스(1240)는 메모리 장치(100)와 인터페이싱한다. 예를 들면, 메모리 인터페이스는 낸드 인터페이스 또는 노어 인터페이스를 포함한다.The memory interface 1240 interfaces with the memory device 100 . For example, the memory interface includes a NAND interface or a NOR interface.

에러 정정 블록(1250)은 에러 정정 코드(ECC, Error Correcting Code)를 이용하여 메모리 장치(100)로부터 수신된 데이터의 에러를 검출하고, 정정하도록 구성된다.The error correction block 1250 is configured to detect and correct an error in data received from the memory device 100 using an error correction code (ECC).

도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 메모리 장치(100)가 제공됨으로써, 향상된 신뢰성을 갖는 메모리 시스템(1000)이 제공된다.By providing the memory device 100 described with reference to FIGS. 1 to 10 , the memory system 1000 having improved reliability is provided.

컨트롤러(1200) 및 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 예시적인 실시 예로서, 컨트롤러(1200) 및 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1200) 및 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 PC 카드(PCMCIA, personal computer memory card international association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 것이다.The controller 1200 and the memory device 100 may be integrated into one semiconductor device. As an exemplary embodiment, the controller 1200 and the memory device 100 may be integrated into one semiconductor device to constitute a memory card. For example, the controller 1200 and the memory device 100 are integrated into one semiconductor device, such as a personal computer memory card international association (PCMCIA), a compact flash card (CF), and a smart media card (SM, SMC). , memory sticks, multimedia cards (MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD cards (SD, miniSD, microSD, SDHC), universal flash storage (UFS), etc.

컨트롤러(1200) 및 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 반도체 드라이브(SSD, Solid State Drive)를 구성할 수 있다. 반도체 드라이브(SSD)는 반도체 메모리에 데이터를 저장하도록 구성되는 저장 장치를 포함한다. 메모리 시스템(1000)이 반도체 드라이브(SSD)로 이용되는 경우, 메모리 시스템(1000)에 연결된 호스트(Host)의 동작 속도는 획기적으로 개선된다.The controller 1200 and the memory device 100 may be integrated into one semiconductor device to configure a solid state drive (SSD). A semiconductor drive (SSD) includes a storage device configured to store data in a semiconductor memory. When the memory system 1000 is used as a semiconductor drive (SSD), the operating speed of the host connected to the memory system 1000 is remarkably improved.

다른 예로서, 메모리 시스템(1000)은 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), 3차원 수상기(3-dimensional television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등과 같은 전자 장치의 다양한 구성 요소들 중 하나로 제공된다.As another example, the memory system 1000 may be a computer, an Ultra Mobile PC (UMPC), a workstation, a net-book, a Personal Digital Assistants (PDA), a portable computer, a web tablet, a wireless A wireless phone, a mobile phone, a smart phone, an e-book, a portable multimedia player (PMP), a portable game machine, a navigation device, a black box ), digital camera, 3-dimensional television, digital audio recorder, digital audio player, digital picture recorder, digital image player ( digital picture player, digital video recorder, digital video player, device capable of transmitting and receiving information in a wireless environment, one of various electronic devices constituting a home network, composing a computer network It is provided as one of various components of an electronic device, such as one of various electronic devices constituting a telematics network, one of various electronic devices constituting a telematics network, an RFID device, or one of various components constituting a computing system.

예시적인 실시 예로서, 메모리 장치(100) 또는 메모리 시스템(1000)은 다양한 형태들의 패키지로 실장될 수 있다. 예를 들면, 메모리 장치(100) 또는 메모리 시스템(1000)은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline integrated circuit (SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline Package(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지화되어 실장될 수 있다.As an exemplary embodiment, the memory device 100 or the memory system 1000 may be mounted in various types of packages. For example, the memory device 100 or the memory system 1000 may include Package on Package (PoP), Ball grid arrays (BGAs), Chip scale packages (CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC), and Plastic Dual In Line Package. (PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline integrated circuit (SOIC), Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline Package (TSOP), Thin Quad Flatpack (TQFP), System In Package (SIP), Multi Chip Package (MCP), Wafer-level Fabricated Package (WFP), It may be packaged and mounted in a manner such as a Wafer-Level Processed Stack Package (WSP).

도 12는 도 11의 메모리 시스템(1000)의 응용 예(2000)를 보여주는 블록도이다.12 is a block diagram illustrating an application example 2000 of the memory system 1000 of FIG. 11 .

도 12를 참조하면, 메모리 시스템(2000)은 메모리 장치(2100) 및 컨트롤러(2200)를 포함한다. 메모리 장치(2100)는 복수의 반도체 메모리 칩들을 포함한다. 복수의 반도체 메모리 칩들은 복수의 그룹들로 분할된다.Referring to FIG. 12 , the memory system 2000 includes a memory device 2100 and a controller 2200 . The memory device 2100 includes a plurality of semiconductor memory chips. The plurality of semiconductor memory chips are divided into a plurality of groups.

도 12에서, 복수의 그룹들은 각각 제 1 내지 제 k 채널들(CH1~CHk)을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하는 것으로 도시되어 있다. 각 반도체 메모리 칩은 도 1을 참조하여 설명된 메모리 장치(100) 중 하나와 마찬가지로 구성되고, 동작할 것이다.In FIG. 12 , the plurality of groups are illustrated as communicating with the controller 2200 through first to kth channels CH1 to CHk, respectively. Each semiconductor memory chip may be configured and operated similarly to one of the memory devices 100 described with reference to FIG. 1 .

각 그룹은 하나의 공통 채널을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하도록 구성된다. 컨트롤러(2200)는 도 11을 참조하여 설명된 컨트롤러(1200)와 마찬가지로 구성되고, 복수의 채널들(CH1~CHk)을 통해 메모리 장치(2100)의 복수의 메모리 칩들을 제어하도록 구성된다.Each group is configured to communicate with the controller 2200 through one common channel. The controller 2200 is configured similarly to the controller 1200 described with reference to FIG. 11 , and is configured to control a plurality of memory chips of the memory device 2100 through a plurality of channels CH1 to CHk.

도 12에서, 하나의 채널에 복수의 반도체 메모리 칩들이 연결되는 것으로 설명되었다. 그러나, 하나의 채널에 하나의 반도체 메모리 칩이 연결되도록 메모리 시스템(2000)이 변형될 수 있음이 이해될 것이다.In FIG. 12 , it has been described that a plurality of semiconductor memory chips are connected to one channel. However, it will be understood that the memory system 2000 may be modified such that one semiconductor memory chip is connected to one channel.

도 13은 도 12를 참조하여 설명된 메모리 시스템(2000)을 포함하는 컴퓨팅 시스템(3000)을 보여주는 블록도이다.13 is a block diagram illustrating a computing system 3000 including the memory system 2000 described with reference to FIG. 12 .

도 13을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(3000)은 중앙 처리 장치(3100), 램(3200, RAM, Random Access Memory), 사용자 인터페이스(3300), 전원(3400), 시스템 버스(3500), 그리고 메모리 시스템(2000)을 포함한다.Referring to FIG. 13 , the computing system 3000 includes a central processing unit 3100 , a RAM 3200 , a random access memory, a user interface 3300 , a power supply 3400 , a system bus 3500 , and a memory system. (2000).

메모리 시스템(2000)은 시스템 버스(3500)를 통해, 중앙처리장치(3100), 램(3200), 사용자 인터페이스(3300), 그리고 전원(3400)에 전기적으로 연결된다. 사용자 인터페이스(3300)를 통해 제공되거나, 중앙 처리 장치(3100)에 의해서 처리된 데이터는 메모리 시스템(2000)에 저장된다.The memory system 2000 is electrically connected to the central processing unit 3100 , the RAM 3200 , the user interface 3300 , and the power supply 3400 through the system bus 3500 . Data provided through the user interface 3300 or processed by the central processing unit 3100 is stored in the memory system 2000 .

도 13에서, 메모리 장치(2100)는 컨트롤러(2200)를 통해 시스템 버스(3500)에 연결되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 메모리 장치(2100)는 시스템 버스(3500)에 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 컨트롤러(2200)의 기능은 중앙 처리 장치(3100) 및 램(3200)에 의해 수행될 것이다.In FIG. 13 , the memory device 2100 is illustrated as being connected to the system bus 3500 through the controller 2200 . However, the memory device 2100 may be configured to be directly connected to the system bus 3500 . In this case, the functions of the controller 2200 may be performed by the central processing unit 3100 and the RAM 3200 .

도 13에서, 도 12를 참조하여 설명된 메모리 시스템(2000)이 제공되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 메모리 시스템(2000)은 도 11을 참조하여 설명된 메모리 시스템(1000)으로 대체될 수 있다. 실시 예로서, 컴퓨팅 시스템(3000)은 도 11 및 도 12을 참조하여 설명된 메모리 시스템들(1000, 2000)을 모두 포함하도록 구성될 수 있다.In FIG. 13 , it is shown that the memory system 2000 described with reference to FIG. 12 is provided. However, the memory system 2000 may be replaced with the memory system 1000 described with reference to FIG. 11 . As an embodiment, the computing system 3000 may be configured to include all of the memory systems 1000 and 2000 described with reference to FIGS. 11 and 12 .

본 발명의 실시 예에 따르면, 각 셀 스트링의 공통 소스 라인에 인접한 적어도 하나의 소스 선택 트랜지스터는 제 1 소스 선택 라인에 연결되고, 나머지 소스 선택 트랜지스터들은 제2 소스 선택 라인에 연결된다. 그리고 제 1 소스 선택 라인에 연결된 소스 선택 트랜지스터들은 고정된 전압 레벨을 갖는 프로그램 전압을 이용하여 프로그램 하고, 그 후에 제2 소스 선택 라인에 연결된 소스 선탠 트랜지스터들을 증가형 프로그램 전압(ISPP)을 이용하여 프로그램 함으로써, 제2 소스 선택 라인에 연결된 나머지 소스 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작이 효율적으로 수행될 수 있다. 따라서, 향상된 신뢰성을 갖는 메모리 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, at least one source select transistor adjacent to the common source line of each cell string is connected to the first source select line, and the other source select transistors are connected to the second source select line. The source select transistors connected to the first source select line are programmed using a program voltage having a fixed voltage level, and then the source select transistors connected to the second source select line are programmed using the incremental program voltage ISPP. Accordingly, a program operation on the remaining source select transistors connected to the second source select line may be efficiently performed. Accordingly, a memory device having improved reliability is provided.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope and technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiment, but should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents of the present invention.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations from these descriptions can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.

상술한 실시 예들에서, 모든 단계는 선택적으로 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한 각 실시 예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 명세서의 실시 예들은 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 명세서의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.In the above-described embodiments, all steps may be selectively performed or omitted. In addition, the steps in each embodiment do not necessarily occur in order, and may be reversed. On the other hand, the embodiments of the present specification disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to easily explain the technical contents of the present specification and help the understanding of the present specification, and are not intended to limit the scope of the present specification. That is, it will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this specification belongs that other modified examples can be implemented based on the technical spirit of the present specification.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, in the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms are used, these are only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and help the understanding of the present invention, It is not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 메모리 장치
110: 메모리 셀 어레이
120: 주변 회로
121: 어드레스 디코더
122: 전압 발생기
123: 읽기 및 쓰기 회로
124: 입출력 버퍼
125: 제어 로직
100: memory device
110: memory cell array
120: peripheral circuit
121: address decoder
122: voltage generator
123: read and write circuit
124: I/O buffer
125: control logic

Claims (20)

기판과 수직한 방향으로 적층된 복수의 소스 선택 트랜지스터들, 복수의 메모리 셀들 및 복수의 드레인 선택 트랜지스터들을 각각 포함하는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 복수의 드레인 선택 트랜지스터들을 프로그램 하는 단계; 및
상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 적어도 하나 이상의 제1 소스 선택 트랜지스터들은 고정된 프로그램 전압을 이용하여 프로그램 하고, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들을 제외한 나머지 소스 선택 트랜지스터들인 제2 소스 선택 트랜지스터들은 증가형 스텝 펄스 프로그램(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식으로 프로그램 하는 단계;를 포함하는 메모리 장치의 동작 방법.
A method of operating a memory device comprising: a plurality of cell strings each including a plurality of source select transistors, a plurality of memory cells, and a plurality of drain select transistors stacked in a direction perpendicular to a substrate, the method comprising:
programming the plurality of drain select transistors; and
At least one first source select transistor of the plurality of source select transistors is programmed using a fixed program voltage, and second source select transistors other than the first source select transistors among the plurality of source select transistors are second source select transistors. A method of operating a memory device comprising: programming the source select transistors in an incremental step pulse program (ISPP) method.
◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 2 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 1항에 있어서, 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들은,
공통 소스 라인에 인접한 제1 소스 선택 라인에 연결되고,
상기 제2 소스 선택 트랜지스터들은,
상기 제1 소스 선택 라인에 인접한 제2 소스 선택 라인에 연결되는 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 1, wherein the first source select transistors,
connected to a first source select line adjacent to the common source line,
The second source select transistors,
A method of operating a memory device connected to a second source select line adjacent to the first source select line.
◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 3 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 2항에 있어서, 상기 증가형 스텝 펄스 프로그램(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식으로 프로그램 하는 단계는,
상기 제1 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램 하는 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계; 및
상기 제1 프로그램 동작이 완료된 뒤, 상기 제2 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램 하는 제2 프로그램 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 2, wherein the step of programming in the incremental step pulse program (ISPP) method comprises:
performing a first program operation for programming the first source select transistors; and
and performing a second program operation for programming the second source select transistors after the first program operation is completed.
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 4 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 3항에 있어서, 상기 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계는,
상기 고정된 프로그램 전압인 제1 프로그램 전압을 미리 설정된 횟수만큼 상기 제1 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들에 제공하는 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 3 , wherein the performing the first program operation comprises:
A method of operating a memory device for providing a first program voltage, which is the fixed program voltage, to at least one source select transistor connected to the first source select line a preset number of times.
◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 5 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 3항에 있어서, 상기 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계는,
상기 제1 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들에 상기 고정된 프로그램 전압인 제1 프로그램 전압을 인가하는 단계; 및
상기 제1 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들의 문턱 전압이 제1 목표 문턱 전압에 도달하였는지 여부를 검증하는 단계;를 포함하는 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 3 , wherein the performing the first program operation comprises:
applying a first program voltage, which is the fixed program voltage, to at least one or more source select transistors connected to the first source select line; and
and verifying whether threshold voltages of at least one or more source select transistors connected to the first source select line have reached a first target threshold voltage.
◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 6 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 5항에 있어서, 상기 제2 프로그램 동작을 수행하는 단계는,
상기 제2 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들에 제2 프로그램 전압을 인가하는 단계;
상기 제2 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들이 제2 목표 문턱 전압에 도달하였는지 여부를 검증 하는 단계; 및
상기 검증 결과에 따라 상기 제2 프로그램 전압의 레벨을 미리 설정된 스텝 전압만큼 증가시키는 단계;를 포함하는 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 5, wherein the performing the second program operation comprises:
applying a second program voltage to at least one or more source select transistors connected to the second source select line;
verifying whether at least one or more source select transistors connected to the second source select line have reached a second target threshold voltage; and
and increasing the level of the second program voltage by a preset step voltage according to the verification result.
◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 7 was abandoned at the time of payment of the registration fee.◈ 제 6항에 있어서, 상기 제2 프로그램 전압은,
상기 제1 프로그램 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 6 , wherein the second program voltage comprises:
A method of operating a memory device having a voltage level higher than the first program voltage.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 8 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 6항에 있어서, 상기 제2 목표 문턱 전압은,
상기 제1 목표 문턱 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 6, wherein the second target threshold voltage is
A method of operating a memory device having a voltage level higher than the first target threshold voltage.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 9 was abandoned at the time of payment of the registration fee.◈ 제 1항에 있어서, 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들의 개수가 상기 제2 소스 선택 트랜지스터들의 개수보다 적은 메모리 장치의 동작 방법.The method of claim 1 , wherein the number of the first source select transistors is less than the number of the second source select transistors. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 10 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 1항에 있어서, 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들의 개수는 2개 이고, 상기 제2 소스 선택 트랜지스터들의 개수는 5개인 메모리 장치의 동작 방법.The method of claim 1 , wherein the number of the first source select transistors is two and the number of the second source select transistors is five. 공통 소스 라인에 직렬 연결된 복수의 소스 선택 트랜지스터들, 비트 라인에 연결된 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터 및 상기 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터와 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 사이에 연결된 복수의 메모리 셀들을 각각 포함하는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이;
상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들에 대한 프로그램 동작을 수행하는 주변 회로; 및
상기 프로그램 동작 시에, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 적어도 하나 이상의 제1 소스 선택 트랜지스터들은 고정된 프로그램 전압을 이용하여 프로그램 하고, 상기 복수의 소스 선택 트랜지스터들 중 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들을 제외한 나머지 소스 선택 트랜지스터들인 제2 소스 선택 트랜지스터들은 증가형 스텝 펄스 프로그램(Incremental Step Pulse Program, ISPP) 방식으로 프로그램 하도록 상기 주변 회로를 제어하는 제어 로직;을 포함하고,
상기 고정된 프로그램 전압은,
상기 ISPP 방식으로 프로그램 할 때 상기 제2 소스 선택 트랜지스터들에 인가되는 프로그램 전압보다 낮은 전압인 메모리 장치.
a plurality of source select transistors connected in series to a common source line, at least one drain select transistor connected to a bit line, and a plurality of memory cells connected between the at least one drain select transistor and the plurality of source select transistors, respectively a memory cell array including a plurality of cell strings;
a peripheral circuit for performing a program operation on the plurality of source select transistors; and
During the program operation, at least one or more first source select transistors among the plurality of source select transistors are programmed using a fixed program voltage, and the remaining ones other than the first source select transistors among the plurality of source select transistors are programmed. The second source select transistors, which are source select transistors, include a control logic for controlling the peripheral circuit to be programmed in an incremental step pulse program (ISPP) method;
The fixed program voltage is
A memory device having a lower voltage than a program voltage applied to the second source select transistors when programming using the ISPP method.
◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 12 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 11항에 있어서, 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들은,
상기 공통 소스 라인에 인접한 제1 소스 선택 라인에 연결되고,
상기 제2 소스 선택 트랜지스터들은,
상기 제1 소스 선택 라인에 인접한 제2 소스 선택 라인에 연결되는 메모리 장치.
12. The method of claim 11, wherein the first source select transistors,
connected to a first source selection line adjacent to the common source line;
The second source select transistors,
A memory device coupled to a second source select line adjacent to the first source select line.
◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 13 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 12항에 있어서, 상기 제어 로직은,
상기 제1 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램 하는 제1 프로그램 동작을 수행한 뒤, 상기 제2 소스 선택 트랜지스터들을 프로그램 하는 제2 프로그램 동작을 수행하도록 상기 주변 회로를 제어하는 메모리 장치.
The method of claim 12, wherein the control logic comprises:
A memory device for controlling the peripheral circuit to perform a second program operation for programming the second source select transistors after performing a first program operation for programming the first source select transistors.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 14 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 13항에 있어서, 상기 제어 로직은,
상기 고정된 프로그램 전압인 제1 프로그램 전압을 미리 설정된 횟수만큼 상기 제1 소스 선택 트랜지스터들에 제공하도록 상기 주변 회로를 제어하는 메모리 장치.
The method of claim 13 , wherein the control logic comprises:
and controlling the peripheral circuit to provide a first program voltage, which is the fixed program voltage, to the first source select transistors a preset number of times.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 15 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 14항에 있어서, 상기 제어 로직은,
상기 제1 소스 선택 트랜지스터들의 문턱 전압이 제1 목표 문턱 전압에 도달하였는지 여부를 검증하는 메모리 장치.
15. The method of claim 14, wherein the control logic,
A memory device to verify whether threshold voltages of the first source select transistors have reached a first target threshold voltage.
◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 16 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 15항에 있어서, 상기 제어 로직은,
상기 제2 소스 선택 트랜지스터들에 제2 프로그램 전압을 인가하고, 상기 제2 소스 선택 트랜지스터들이 제2 목표 문턱 전압에 도달하였는지 여부를 검증 하고, 상기 검증 결과에 따라 상기 제2 프로그램 전압의 레벨을 미리 설정된 스텝 전압만큼 증가시키는 메모리 장치.
The method of claim 15, wherein the control logic comprises:
A second program voltage is applied to the second source select transistors, it is verified whether the second source select transistors reach a second target threshold voltage, and the level of the second program voltage is preset according to the verification result. A memory device that increases by the set step voltage.
◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 17 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 16항에 있어서, 상기 제2 프로그램 전압은,
상기 제1 프로그램 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는 메모리 장치.
The method of claim 16 , wherein the second program voltage comprises:
A memory device having a voltage level higher than the first program voltage.
◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 18 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 16항에 있어서, 상기 제2 목표 문턱 전압은,
상기 제1 목표 문턱 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는 메모리 장치.
The method of claim 16 , wherein the second target threshold voltage is
A memory device having a voltage level higher than the first target threshold voltage.
◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 19 was abandoned at the time of payment of the registration fee.◈ 제 12항에 있어서, 상기 제1 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들의 개수가 상기 제2 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들의 개수보다 적은 메모리 장치.The memory device of claim 12 , wherein the number of at least one or more source select transistors connected to the first source select line is less than the number of the at least one or more source select transistors connected to the second source select line. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 20 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 12항에 있어서, 상기 제1 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들의 개수는 2개 이고, 상기 제2 소스 선택 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 소스 선택 트랜지스터들의 개수는 5개인 메모리 장치.The memory device of claim 12 , wherein the number of at least one or more source select transistors connected to the first source select line is two, and the number of the at least one or more source select transistors connected to the second source select line is five.
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